Moderné technológie na spracovanie všetkých druhov surovín otvárajú vyhliadky na úspešné vyriešenie problému získavania biopalív z hnoja priamo doma. Navyše, vďaka výrobe biopalív vlastnými rukami doma vďaka novým princípom spracovania odpadu môžete súčasne vyrábať hnojivá pre poľnohospodárske plantáže.
A čo je potrebné a ako správne vyrobiť bioreaktor - tieto otázky budeme podrobne skúmať v našom článku. Dáme odporúčania na výber najlepších surovín na výrobu bioplynu, budeme analyzovať vlastnosti použitia výsledného paliva pre potreby domácnosti.
Najjednoduchším spôsobom je, samozrejme, nákup hotových priemyselných zariadení. Vďaka ich vysokým nákladom ich však vlastnými rukami zvažujú možnosti výroby výrobných systémov.
Stručne o definícii bioplynu
Podľa vedeckých definícií je bioplyn produktom získavaným v dôsledku procesu fermentácie množstva biologického odpadu. V tomto prípade je produktom fermentácie metán alebo vodík.
Tvorba metánu (alebo vodíka) nastáva v dôsledku životne dôležitej činnosti troch typov baktérií:
- hydrolýza;
- formovanie kyseliny;
- formovanie metánu.
Kvalita fermentačného produktu je zloženie plynnej zmesi, ktorej obsah je rozdelený v pomere: 50 až 85% metánu, 15 až 50% oxidu uhličitého a menej ako 5% sírovodíka.
Štrukturálna schéma výroby alternatívnej energie vyzerá takto. Zároveň sa úspešne využívajú zdroje surovín, tradičné pre každodenný život, ktoré sú vhodné na získavanie alternatívnej energie - biopalivo.
Táto zmes plynov prechádza cez filtre, aby sa odstránil CO.2 a H2S, po ktorom zostáva čistý biologický metán. Takýto plyn sa nelíši od zemného plynu používaného v domácich a priemyselných odvetviach.
Suroviny na získanie vysokokvalitnej zmesi biologických plynov sú zvyčajne:
- trus z hnoja a vtákov;
- odpad z výroby alkoholu (bard);
- nadbytočný pivovarnícky priemysel (pivovarské zrná);
- fekálie a odpad z rýb;
- repa, domový odpad, tráva a ďalšie.
Toto je iba časť všetkých prijateľných surovín na použitie. Ale aj tento zoznam ukazuje: ako rôznorodý je zoznam surovín, aby bolo možné neustále vytvárať výrobu bioplynu.
Jednotka na výrobu biopalív vyrobená pre potreby jedného z mnohých existujúcich fariem. Malá stanica, ale plne uspokojujúca potreby súkromnej farmy
Objemové ukazovatele výstupu zmesi plynov priamo závisia od druhu použitých surovín a obsahu suchých látok v nich. Ak sa hnoj z hnoja používa v praxi, je realistické získať 50 - 60 m od jednej tony hnoja3 biopalivá obsahujúce až 60% metánu.
Predpokladá sa, že najlepšími surovinami sú odpady s vysokým obsahom tuku. Spracovanie jednej tony tukových odpadov klasickým zariadením na výrobu biopalív môže vyprodukovať až 1300 m3 plynná zmes, kde obsah metánu dosahuje 90%.
Ako vyrobiť modul spracovateľskej farmy?
Ak chcete vytvoriť systém na spracovanie odpadu na biopalivo, musíte si byť vedomí zásady fungovania takýchto zariadení a tiež mať predstavu o obvode.
Schéma inštalácie bioreaktora: 1 - bioreaktor; 2 - mixér; 3 - ohrievač; 4 - čerpadlo; 5 - filtračný prvok; 6 - plynový kompresor; 7 - držiak plynu; 8 - zbierka hnoja; 9 - výstup hnojív (kalov); 10 - ovládací panel vykurovania
Zoberme si oboje, treba však poznamenať: výstavba plnohodnotnej inštalácie je dosť náročná a nákladná záležitosť. Doma sa spravidla dá robiť iba niečo podobné spracovateľským staniciam. Niektoré pokusy sú však úspešné.
Princíp biostrácie
Technológia výroby biopalív spravidla podporuje tento systematický prístup:
- Bioreaktor (nádrž) je naložený hnojom.
- Počas určitej doby prebieha vo vnútri reaktora fermentačný proces.
- Vytvorí sa plynné médium.
- Výstup plynov z reaktora.
- Plynná zmes sa čistí a odosiela na použitie ako palivo.
Zloženie výslednej zmesi plynov sa vyznačuje dostatočne vysokou saturáciou rôznymi látkami. V percentuálnej zložke sú metán (60%), oxid uhličitý (35%) a ďalšie látky vrátane sírovodíka (5%).
Takto vyzerá schéma distribúcie plynu v zmesi: 1 - obsah metánu asi 63 - 65%; 2 - obsah oxidu uhličitého asi 30-33%; 3 - obsah sírovodíka je asi 2%; 4 - obsah amoniaku asi 1%; 5 - obsah vodíka asi 1%
Medzitým na efektívnu prevádzku stanice na výrobu plynu domácej výroby sú potrebné značné zásoby živočíšneho odpadu.
Preto prvou vecou, ktorej by ste mali venovať pozornosť pri riešení problému získavania biopalív v domácich podmienkach (chalupách), je dostupnosť zdrojov surovín pre spracovateľský závod.
Výroba bioreaktorov pre domácich majstrov
Po rozhodnutí o zdrojoch surovín musíte rozhodnúť o umiestnení domáceho (alebo vidieckeho) bioreaktora. Samotný reaktor je dostatočne utesnená nádoba, ktorá má objem založený na dennej dodávke hnoja na spracovanie (pre referenciu: získať 100 m)3 zmes plynov vyžaduje asi 1 tonu hnoja).
Tabuľka pomeru typu hnoja a množstva vyrobeného bioplynu
Tabuľka ukazujúca účinnosť konkrétneho druhu biologického odpadu z hľadiska objemu vyrobeného plynu. Ako je zrejmé z tabuľky, najefektívnejší je hnoj z ošípaných, ktorý môže produkovať najväčšie množstvo biopaliva
Takýto kontajner bude musieť byť inštalovaný na pevnom základe, vybavený uzatváracími ventilmi a inými technickými vlastnosťami podľa klasickej schémy. Horná časť nádoby je výhodne odnímateľná, so spojovacími prvkami a tesnením.
Na zabezpečenie kontinuity cyklu musí byť zásobná nádrž vybavená umelým vyhrievacím modulom. Ak je v letnom období účinnosť fermentácie hnoja a rýchlosť tvorby plynu plne zabezpečená podmienkami vonkajšej teploty, situácia sa zmení v zime.
Pre zimnú prevádzku bioreaktora je nevyhnutné umelé zahrievanie, vzhľadom na zastavenie činnosti fermentačných baktérií už pri 4 - 10 ° C nad nulou. Preto musí mať nádrž dobre vyrobenú tepelnú izoláciu. Na tento účel je vhodný klasický spôsob izolácie minerálnou vlnou.
Je to dobrý príklad izolácie bioreaktora pre jeho zimnú prevádzku. Ako izolačný materiál sa tu používala minerálna vlna. Vrchná vrstva vatovej vlny je potiahnutá fóliovým materiálom.
Existuje niekoľko možností na organizovanie vykurovania. Napríklad použitie elektrických ohrievačov alebo vykurovacieho systému na chladiacej vode (vodnom plášti).
Výkon vykurovacieho okruhu by sa mal vypočítať na základe optimálnej teplotnej normy vo vnútri reaktora 25 - 40 ° C, ktorá je potrebná na dosiahnutie účinného procesu fermentácie biomasy.
Stupeň stagnácie ovplyvňuje okrem ohrievačov aj činnosť fermentácie biomasy. Hnoj sa musí vnútri nádrže neustále nachádzať v pohybe. Pohyb biomasy zlepšuje proces fermentácie a znižuje čas na získanie plynnej zložky.
Variant letnej rastliny na spracovanie hnoja a biopalív. V tomto prípade sa zahrievanie uskutočňuje vo forme betónového vodného kúpeľa, kde je nádoba reaktora ponorená. Túto inštaláciu však nie je možné prevádzkovať v zime.
Problém organizácie pohybu je vyriešený zavedením špeciálneho mechanického mixéra do konštrukcie bioreaktora. Hriadeľ tohto zariadenia je spojený s hriadeľom nízkorýchlostného motora, ktorý vykonáva rotáciu. Zapnutie a vypnutie procesu miešania je možné vykonať manuálne alebo automaticky.
Na našej webovej stránke máme ďalší článok, ktorý obsahuje pokyny na inštaláciu zariadenia na výrobu bioplynu pre potreby súkromného domu.
Proces získavania bioplynu a hnojív
Dizajn systému výroby biopalív v domácnosti technologicky zahŕňa nakladanie hnoja do približne 1/3 kapacity. Na nakladanie hnoja sa používa nakladací prielez s hermeticky zatváranými dverami. Zvyšná horná oblasť bioreaktora sa používa na akumuláciu emitovaných plynov.
Domáci miniatúrny bioreaktor vyrobený na základe bežného 200-litrového valca. V zásade je na uspokojenie skromných potrieb biopalív vhodné použitie v súkromnom sektore. Toto je samotný dizajn, ktorý sa dá v skutočnosti urobiť doma na získanie biopalív.
Na hornej a dolnej úrovni plavidla musíte urobiť výstupné otvory. V hornej časti je výstup plynu, v spodnej časti je výstup na vypúšťanie upraveného hnoja (hnojív). Tiež v oblasti hornej oblasti nádoby je žiaduce namontovať pozorovacie okienko na monitorovanie procesu.
Potrubie na výstup plynnej zmesi je spojené utesnenou rúrkou so zariadením, ktoré súčasne vykonáva funkcie odlučovača a vodnej plomby. Na komunikáciu sa používa rúrka (kovová alebo polyetylénová) s malým priemerom (25 - 32 mm).
Samotný odlučovač je nádoba s relatívne malou kapacitou, naplnená vodou. Plyn, ktorý prechádza vodnou kolónou, sa čistí, vypúšťa do plynovej nádrže a potom dodáva spotrebiteľom.
Príklad dvojstupňového oddeľovacieho zariadenia - hydraulického uzáveru na prívod plynnej zmesi pochádzajúcej z bioreaktora. Táto možnosť filtrácie umožňuje získať vysoko kvalitný vyčistený produkt.
Spodná rúra v reaktore (na odvádzanie použitého hnoja - kalu) je žiaduca, aby sa dosiahol čo najväčší možný priemer. K nej sú pripojené uzatváracie ventily (uzatváracie ventily) a do nádrže je privádzaný kohútik na zachytávanie kalov. Odpadová hmota na farme sa dá úspešne použiť ako hnojivo.
Podrobné informácie o stanovení požadovaného objemu kapacity, ako aj o výpočtoch účinnosti bioreaktora a vhodnosti využívania bioplynu, sme zvážili v nasledujúcom článku.
Aké by malo byť zloženie hnoja?
Nakladateľná hmota hnoja vo vnútri bioreaktora by sa nemala považovať iba za suroviny vhodné v akejkoľvek kvalite. Zložka látky má zásadný význam pre proces kvasenia. V praxi sa zistilo, že zníženie častíc substrátu je sprevádzané lepšou účinnosťou procesu.
Výrazná vláknitá povaha substrátu a zväčšenie oblasti interakcie baktérií sú hlavnými kritériami, ktoré prispievajú k rýchlemu rozkladu hnoja. V tomto stave, keď sa zohrieva a mieša, hnoj na povrchu nevytvára zrazeninu alebo film, čo výrazne zjednodušuje filtráciu zmesi plynov.
Príprava hnoja na plnenie do reaktora. Tomuto postupu sa nevenuje menšia pozornosť ako všetkému ostatným, ak chcete získať značné množstvo biopalív v krátkom časovom období.
Stupeň mletia surovín určuje trvanie fermentácie, čo má zase vplyv na objem vyrobeného plynu. Preto, aby sa skrátil čas fermentácie, je potrebné dobre mlet 'suroviny: čím lepšia kvalita mletia, tým kratšia je doba fermentácie.
Vlastnosti využitia bioplynu pre potreby domácnosti
Rozsah tohto typu energie je pomerne rozsiahly. Vďaka použitiu bioplynu ako paliva vyrábajú elektrickú energiu, horúcu vodu alebo paru. Existuje veľa príkladov z praxe, keď sa automobilová doprava používa na pohon biopalív.
Aby sa však pri použití tohto paliva v ekonomike nevyskytli žiadne problémy, je mimoriadne dôležité vybaviť úložisko získaného bioplynu a prideliť správne miesto pre palivovú nádrž na mieste.
Bioplynové stanice tohto typu sú zariadenia, ktoré otvárajú možnosť vytvorenia výrobných zariadení bez odpadu. V tomto ohľade jednotlivé krajiny západnej Európy preukazujú dobrý príklad.
Napríklad v Dánsku výroba tohto druhu paliva dosiahla úroveň takmer 20% celkových energetických zdrojov krajiny. Vo veľkých regiónoch sveta - India a Čína - náklady na zariadenia na výrobu bioplynu stúpajú na stovky tisíc.
Výkonné priemyselné závody na výrobu biopalív. Takéto návrhy sú schopné úplne poskytnúť biopalivám veľké poľnohospodárske štruktúry. Na celom svete sa používa veľké množstvo takýchto systémov. A kvantitatívny rast pokračuje aktívne
Nielenže došlo k významnému zvýšeniu celosvetového záujmu o procesy výroby bioplynu.
Je to jedna z tých energetických možností, ktoré sa pripisujú alternatívnym zdrojom a pre ktoré vidia budúcnosť, takže poľnohospodári a manažéri bytových a komunálnych služieb, majitelia súkromných domácností a malé podniky pozorne sledujú vývoj technológie.
Prehľad bioplynovej stanice, pri ktorej výrobe sa použila plastová nádrž s obsahom 127 litrov. Funkcie zariadenia a tipy na obsluhu.
Obzvlášť zaujímavé je použitie zariadení medzi majiteľmi reštauračného a gastronomického sektora, kde téma spracovania potravinového odpadu zostáva relevantná. Na tomto základe existuje dobrá príležitosť na vytvorenie lacnej recyklácie organického odpadu v prospech fariem. Technológia výroby biopalív je konečne skutočnou ochranou životného prostredia, o čom sa nedá hovoriť o výrobe iných energetických inžinierov.
Zaujíma vás výroba biopalív a chcete objasniť niektoré body? Spýtajte sa kontroverzných otázok v komentároch - naši experti sa pokúsia tieto body objasniť.
Alebo možno nie ste oboznámení s výrobou bioreaktora a procesom výroby bioplynu? Podeľte sa o praktické informácie a svoje názory na túto tému v našom článku - mnohí vedúci pracovníci sa budú zaujímať o vaše skúsenosti a odporúčania.